燃料电池车及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种燃料电池车及其控制方法。燃料电池车的控制器构成为：在计测变换器的直流端的电压的第一电压传感器的计测值超过了过电压阈值且蓄电池不可充电的情况下，直到电压计测值低于过电压阈值为止驱动电力消耗设备。控制器构成为：在电压计测值超过了过电压阈值且蓄电池可充电的情况下，使用计测燃料电池组的输出电压的第二电压传感器或计测蓄电池的输出电压的第三电压传感器来推定直流端的电压，使燃料电池车的行驶继续。使燃料电池车的行驶继续。使燃料电池车的行驶继续。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车及其控制方法


[0001]本说明书公开的技术涉及燃料电池车及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池车除了燃料电池之外还具备蓄电池。蓄电池蓄积燃料电池的剩余电力、电动发电机发电产生的再生电力。在此，电动发电机的构造与通常的电动机相同。电动发电机能够使用燃料电池、蓄电池的电力来输出行驶用的转矩并且能够使用车辆的惯性能来发电。燃料电池和蓄电池经由变换器而向电动发电机供给电力。
[0003]若电力多余到蓄电池不能完全吸收的程度，则有时变换器和燃料电池的电力线的电压会超过过电压阈值。在日本特开2010
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273496的技术中，以避免产生过电压的方式调整燃料电池组的输出。

技术实现思路

[0004]燃料电池车具备计测变换器的直流端的电压的电压传感器。燃料电池车的控制器基于电压传感器的计测值来判断是否产生了过电压。但是，在电压传感器中产生了异常的情况下，可能产生以下情况：尽管实际上未产生过电压，电压传感器却会输出比过电压阈值高的计测值。在该情况下，控制器可能会误判断为过电压产生。本说明书提供即使在电压传感器的计测值超过了过电压阈值的情况下在电压传感器中产生了异常的情况下也能够使用代替的电压传感器而继续行驶的燃料电池车及其控制方法。
[0005]本说明书公开的燃料电池车包括燃料电池组、蓄电池、电动发电机、变换器、第一电压传感器、电力消耗设备及控制器。电动发电机构成为使用燃料电池组和蓄电池的电力来输出行驶用的转矩并且构成为使用燃料电池车的惯性能来发电。在变换器的直流端连接有燃料电池组和蓄电池，在变换器的交流端连接有电动发电机。第一电压传感器构成为计测变换器的直流端的电压。电力消耗设备连接于直流端。电力消耗设备的一例是用于使燃料电池组运转的设备(燃料电池辅机)。
[0006]控制器构成为：在第一电压传感器的计测值(电压计测值)超过了过电压阈值且蓄电池是不可充电状态的情况下，直到电压计测值低于过电压阈值为止驱动电力消耗设备。控制器构成为：在电压计测值超过了过电压阈值且蓄电池是可充电状态的情况下，判断为在第一电压传感器中产生了异常。控制器构成为：在判断为在第一电压传感器中产生了异常的情况下，一边使用计测燃料电池组的输出电压的第二电压传感器或计测蓄电池的输出电压的第三电压传感器(使用与第一电压传感器不同的电压传感器)来推定直流端的电压一边驱动电动发电机。
[0007]若蓄电池是可充电状态，则剩余的电力被蓄电池吸收，因此不会产生过电压。在尽管如此第一电压传感器的计测值却表示过电压阈值的情况下，能够判断为在第一电压传感器中产生了异常。在这样的情况下，控制器构成为一边使用第二电压传感器或第三电压传感器来推定变换器的直流端的电压一边驱动电动发电机。即，燃料电池车能够继续行驶。另
一方面，在蓄电池是不可充电状态的情况下，可能产生过电压，因此能够判断为第一电压传感器的计测值正确。在该情况下，控制器构成为驱动电力消耗设备而消除过电压。
[0008]蓄电池是不可充电状态的情况的典型可以是蓄电池被从变换器的直流端电切断的情况。控制器可以构成为在计测出入蓄电池的电流的电流传感器的计测值显示为零时判断为蓄电池是不可充电状态。控制器也可以构成为在蓄电池的电压超过了变换器的直流端的电压的情况下判断为蓄电池是不可充电状态。
[0009]在本公开的燃料电池车中，可以是，对电力消耗设备设定的允许电压上限值比燃料电池组的输出电压上限值高。
[0010]在本公开的燃料电池车中，可以是，变换器的直流端经由升压转换器而连接于燃料电池组，控制器构成为对第二电压传感器的计测值乘以升压转换器的升压比来推定直流端的电压。
[0011]在本公开的燃料电池车中，可以是，蓄电池和变换器以不经由电压转换器的方式被连接，控制器构成为将第三电压传感器的计测值设为变换器的直流端的电压推定值。
[0012]本说明书公开的燃料电池车的控制方法的燃料电池车具备：燃料电池组；蓄电池；电动发电机，构成为使用所述燃料电池组及所述蓄电池的电力来输出行驶用的转矩并且构成为使用所述燃料电池车的惯性能来发电；变换器，在直流端连接有所述燃料电池组及所述蓄电池，在交流端连接有所述电动发电机；第一电压传感器，构成为计测直流端的电压；电力消耗设备，连接于所述直流端；及控制器。本公开的燃料电池车的控制方法包括以下步骤：在所述第一电压传感器的计测值超过了过电压阈值的情况下，利用所述控制器来判断所述蓄电池是不可充电状态还是可充电状态；在判断为所述蓄电池是不可充电状态的情况下，直到所述计测值低于所述过电压阈值为止利用所述控制器来驱动所述电力消耗设备；及在判断为所述蓄电池是可充电状态的情况下，一边使用计测所述燃料电池组的输出电压的第二电压传感器或计测所述蓄电池的输出电压的第三电压传感器来推定所述直流端的电压一边利用所述控制器来驱动所述电动发电机。
[0013]在本公开的燃料电池车的控制方法中，可以是，所述控制器构成为在所述蓄电池被从所述直流端电切断的情况下判断为所述蓄电池是不可充电状态。
[0014]在本公开的燃料电池车的控制方法中，可以是，所述控制器构成为在构成为计测出入所述蓄电池的电流的电流传感器的计测值显示为零时判断为所述蓄电池是不可充电状态。
[0015]本说明书公开的技术的详情和进一步的改良将在以下的“具体实施方式”中说明。
附图说明
[0016]本专利技术的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标记表示同样的要素，其中：
[0017]图1是实施例的燃料电池车的电力系统的框图。
[0018]图2是第一电压传感器的计测值超过了过电压阈值的情况下的处理的流程图。
具体实施方式
[0019]参照附图来说明实施例的燃料电池车2。在图1中示出燃料电池车2的电力系统的
框图。实施例的燃料电池车2具备燃料电池组3、升压转换器6、变换器10、行驶用的电动发电机11、主蓄电池13、控制器30。燃料电池车2利用燃料电池组3和主蓄电池13的电力来驱动行驶用的电动发电机11而行驶。
[0020]电动发电机11不仅能够使用燃料电池组3和主蓄电池13的电力来输出行驶用的转矩，也能够使用燃料电池车2的惯性能来发电。电动发电机11的构造与通常的电动机的构造没有不同。众所周知，通常的电动机若被反驱动则发电。电动发电机11发电产生的电力被称作再生电力。电动发电机11生成的再生电力(交流)由变换器10变换为直流电力，向主蓄电池13充入。
[0021]变换器10将燃料电池组3和主蓄电池13的直流电力变换为用于驱动电动发电机11的三相交流电力。如前所述，变换器10有时将电动发电机11发电产生的再生电力(交流)变换为直流电力并从直流端10a输出。在变换器10的直流端10a经由FC继电器7和升压转换器6而连接有燃料电池组3。升压转换器6将燃料电池组3的输出电力升压并向变换器10供给。
[0022]FC继电器7在燃料电池车2的主开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车，其特征在于，包括：燃料电池组；蓄电池；电动发电机，构成为使用所述燃料电池组和所述蓄电池的电力来输出行驶用的转矩并且构成为使用所述燃料电池车的惯性能来发电；变换器，在直流端连接有所述燃料电池组和所述蓄电池，在交流端连接有所述电动发电机；第一电压传感器，构成为计测所述直流端的电压；电力消耗设备，连接于所述直流端；及控制器，构成为在所述第一电压传感器的计测值超过了过电压阈值且所述蓄电池是不可充电状态的情况下，直到所述计测值低于所述过电压阈值为止驱动所述电力消耗设备，在所述计测值超过了所述过电压阈值且所述蓄电池是可充电状态的情况下，一边使用计测所述燃料电池组的输出电压的第二电压传感器(4)或计测所述蓄电池的输出电压的第三电压传感器来推定所述直流端的电压一边驱动所述电动发电机。2.根据权利要求1所述的燃料电池车，其特征在于，所述控制器在所述蓄电池被从所述直流端电切断的情况下判断为所述蓄电池是不可充电状态。3.根据权利要求1所述的燃料电池车，其特征在于，还包括电流传感器，该电流传感器构成为计测出入所述蓄电池的电流，其中，所述控制器构成为在所述电流传感器的计测值显示为零时判断为所述蓄电池是不可充电状态。4.根据权利要求1所述的燃料电池车，其特征在于，所述控制器构成为在所述蓄电池的电压超过了所述直流端的电压的情况下判断为所述蓄电池是不可充电状态。5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池车，其特征在于，对所述电力消耗设备设定的允许电压上限值比所述燃料电池组的输出电压上限值高。6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料电池车，其特征在于，所述直流端经由升压转换器而连接于所述燃料电池组，所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：大矢良辅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：